Крионика

Криохранилище

Крионика (от греческого κρύος — «холод») — это низкотемпературное сохранение (обычно при -196°C ) людей, которые не могут быть поддержаны современной медициной, с надеждой на то, что реанимация и восстановление до полного здоровья могут быть возможны в далеком будущем.

Криоконсервация людей не является обратимой с использованием современной технологии. Сторонники крионики надеются, что медицинские успехи когда-нибудь позволят возродить криоконсервированных людей.

Теория

Долгосрочная память хранится в клеточных структурах и молекулах мозга. При операциях на аортальной арке гипотермия используется для охлаждения тела, когда сердце остановлено. Это делается прежде всего для того, чтобы избавить мозг от замедления его метаболической скорости, уменьшения потребности в кислороде и, таким образом, уменьшения ущерба от недостатка кислорода. Скорость метаболизма может быть снижена примерно на 50% при 28°C и примерно на 80% при 18°C или глубокой гипотермии. Сохраняя мозг около 25°C (считается глубокой гипотермией), операции могут растянуться примерно на полчаса с очень хорошими показателями неврологической реабилитации, что до 40 минут увеличивает риск краткосрочного и долгосрочного неврологического повреждения.

Крионика идет дальше, чем основной консенсус в отношении того, что мозг не должен постоянно действовать, чтобы выжить или сохранить память. Cryonics спорно утверждает, что человеческая личность выживает даже в неактивном мозге, который был сильно поврежден при условии, что первоначальное кодирование памяти и личности может, в теории, можно адекватно судить и реконструировано из структуры, которая остается. Крионисты утверждают, что до тех пор, пока структура мозга остается нетронутой, нет фундаментального барьера, учитывая наше нынешнее понимание физического права, к восстановлению его информационного содержания. Крионисты утверждают, что истинную «смерть» следует определять как необратимую потерю мозговой информации, критически важной для личной идентичности, а не невозможность реанимировать с использованием современных технологий.  Крионический аргумент о том, что смерть не происходит до тех пор, пока структура мозга остается неповрежденной и теоретически восстанавливается, получила некоторые основные медицинские обсуждения в контексте этической концепции смерти мозга и донорства органов.

Крионика использует температуры ниже -130°C , называемые криоконсервацией , в попытке сохранить достаточную информацию о мозге, чтобы позволить будущему возрождению криоконсервированного человека. Криоконсервация может быть достигнута путем замораживания, замораживания с помощью криозащитного средства для уменьшения повреждения льда или путем остекловывания, чтобы избежать повреждения льдом. Даже используя лучшие методы, криоконсервация целых тел или мозгов является очень разрушительной и необратимой с современной технологией.

Крионика требует будущих технологий для ремонта или регенерации ткани, которая поражена, повреждена или отсутствует. Ремонт мозга, в частности, потребует анализа на молекулярном уровне. Эта перспективная технология обычно считается наномедициной на основе молекулярной нанотехнологии, однако стоит заметить, что эти технологии ещё надо будет разработать . Были также предложены методы биологического ремонта или загрузка сознания.

Практика

Затраты могут включать оплату медицинскому персоналу за призыв к смерти, остекловывание, транспортировку в сухом льду на объект консервации и выплату в целевой фонд, предназначенный для покрытия неопределенного хранения в жидком азоте и будущих расходов на возрождение.  По состоянию на 2011 год расходы на криоконсервирование США могут варьироваться от 28 000 до 200 000 долларов США и часто финансируются за счет страхования жизни. KrioRus, который хранит органы в общинах в больших дьюарах , взимает с этой суммы 12 000 долл. США до 36 000 долл. США. Некоторые пациенты предпочитают иметь только свою голову, а не все их тело, криоконсервированные. По состоянию на 2016 год в мире существует четыре объекта для сохранения криоконсервированных органов; Три находятся в США, а один находится в России. По состоянию на 2014 год около 250 человек были криогенно сохранены в США, и еще около 1500 подписались на сохранение.

Препятствия для успеха

Длительное сохранение биологической ткани может быть достигнуто путем охлаждения до температуры ниже -130°C. Погружение в жидком азоте при температуре -196°C (77 кельвинов и -320,8 °F) часто используется для удобства. Низкотемпературное сохранение ткани называется криоконсервацией. Вопреки распространенному мнению, вода, которая замерзает во время криоконсервации, обычно представляет собой воду вне клеток, а не воду внутри клеток. Клетки не лопнут во время замораживания, а вместо этого обезвоживаются и сжимаются между окружающими их кристаллами льда. Внутриклеточное образование льда происходит только в том случае, если скорость замораживания выше скорости осмотической потери воды во внеклеточное пространство.

Без криопротекторов, усадка клеток и высокие концентрации солей во время замораживания обычно препятствуют замороженным клеткам снова функционировать после оттаивания. В тканях и органах кристаллы льда могут также нарушать связи между клетками, которые необходимы для функционирования органов. Трудности восстановления крупных животных и их отдельных органов из замороженного состояния давно известны. Попытки восстановить замороженные млекопитающие путем их простого переуплотнения были отменены к 1957 году. В настоящее время только клетки, ткани и некоторые небольшие органы могут быть обратимо криоконсервированы.

При использовании в высоких концентрациях криопротектор может полностью остановить образование льда. Охлаждение и отверждение без образования кристалловназывают остекловыванием. Первые криопротекторные растворы, способные остекловываться при очень медленных скоростях охлаждения, хотя и были совместимы с выживанием всего органа, были разработаны в конце 1990-х годов крибиологами Григорием Фахи и Брайаном Воуком с целью банковских трансплантируемых органов. Это позволило животному мозгу остекловываться, нагреваться обратно и исследоваться на предмет повреждения льда с помощью световой и электронной микроскопии. Не обнаружено повреждений кристалла льда; оставшееся повреждение клеток было вызвано обезвоживанием и токсичностью растворов криопротекторов. Большие остеклованные органы, как правило, развивают переломы во время охлаждения. Проблема ухудшается крупными тканевыми массами и очень низкими температурами крионики. 

Использование витрификации вместо замораживания для крионики ожидалось в 1986 году, когда К. Эрик Дрекслер предложил метод, называемый фиксацией и остекловыванием, предвосхищая разворот молекулярной нанотехнологией. В 2016 году Роберт Л. Макинтайр и Грегори Фахи в исследовательской компании по криобиологии 21-го века Медицина, Inc. выиграли премию за сохранение мозга в области животного мира из Фонда сохранения головного мозга, продемонстрировав удовлетворение судей-нейробиологов, что конкретная реализация фиксации И остекловывание, называемое криоконсервацией, стабилизированной альдегидом ^,могло бы сохранить мозг кролика в «почти идеальном» состоянии при -135°С , причем клеточные мембраны, синапсы и внутриклеточные структуры были не повреждены на электронных микрофотографиях. Президент Фонда сохранения мозга, Кен Хейворт, сказал: «Этот результат напрямую отвечает на основную скептическую и научную критику против крионики - что он не доказывает, что он сохраняет тонкую синаптическую схему мозга».  Однако цена, уплаченная за прекрасную консервацию, как видно из микроскопии, связывает все белковые молекулы с химическими сшивками =, полностью устраняя биологическую жизнеспособность =. Фактические организации крионики используют остекловывание без этапа химической фиксации^, жертвуя некоторым качеством сохранения структуры за меньший ущерб при Молекулярный уровень. Некоторые ученые, такие как Жоао Педро Магалхаес, задались вопросом, не использует ли смертельный химикат для фиксации возможность биологического возрождения, делая химическую фиксацию непригодной для крионики.

Несмотря на то, что сохранение структуры и функции было возможно для мозговых срезов с использованием витрификации, эта цель остается неуловимой для всего мозга. В отсутствие возрожденного мозга или мозгового моделирования от какого-либо сканирования сохранившегося мозга адекватность современной технологии стеклования (с фиксацией или без фиксации) для сохранения анатомической и молекулярной основы долговременной памяти, как того требует крионика, до сих пор не доказана.

За пределами сообщества крионики многие ученые скептически относятся к существующим методам консервации. Криобиолог Дайонг Гао утверждает, что «мы просто не знаем, были ли (предметы) повреждены до того момента, когда они« умерли »во время остекловывания, потому что испытуемые теперь находятся внутри канистр с жидким азотом». Биохимик Кен Стори утверждает (на основании опыта с трансплантацией органов), что «даже если вы только хотели сохранить мозг, у него есть десятки различных областей, которые нужно будет криоконсервировать с использованием разных протоколов».

Были проведены опыты учёными из компании 21st Century Medicine над кроликом и свиньёй по сохранению нейронных связей после заморозки. После разморозки учёные удалили криопротектор и электронным микроскопом проанализировали мозг кролика и свиньи: микроструктура синапсов не была повреждена.

Феномен сибирского углозуба

Также при разморозке нейроны мозга человека начинают быстро разрушаться, однако 80% нейронов пожилых людей смогли сохраниться при заморозке. Стоит упомянуть, что сибирские углозубы могут находиться 90±15 лет в заморозке. Сибирский углозуб(в то время как аляскинская лягушка пользуется глюкозой и мочевиной) использует криопроектор глицерин и переносит температуру до -35. Осенью он забирается в свтолы гниющих веток, чтобы лечь в спячку, если он плохо спрячется он иссохнет. Но одним глицерином не добиться такого эффекта. Североамериканские квакши Hyla versicolor используют глицерин, но выживают только при температуре не ниже -9. Поэтому учёные исследуют дополнительные механизмы защиты от заморозки сибирского углозуба.

См. также

• Роберт Эттингер